Graad 12 Fisika Definisies
Normale krag (FN): die krag of komponent van 'n krag wat 'n oppervlak op 'n voorwerp waarmee dit in kontak is, uitoefen en
wat loodreg op die oppervlak is
Wrywingskrag (Ff): die krag wat die beweging van 'n voorwerp teenwerk en wat parallel met die oppervlak inwerk
Statiese wrywingskrag (fs): die krag wat die neiging van beweging van 'n stilstaande voorwerp relatief tot 'n oppervlak
teenwerk
Kinetiese wrywingskrag (fk): die krag wat die beweging van 'n bewegende voorwerp relatief tot 'n oppervlak teenwerk
Newton se Eerste Bewegingswet: 'n liggaam sal in sy toestand van rus of beweging teen konstante snelheid volhard, tensy
Newton se Wette
'n nie-nul resulterende/netto krag daarop inwerk
Hersiening
Newton se Tweede Bewegingswet: wanneer 'n resulterende/netto krag op 'n voorwerp inwerk, versnel die voorwerp in die
rigting van die krag teen 'n versnelling direk eweredig aan die krag en omgekeerd eweredig aan die massa van die voorwerp
Newton se Derde Bewegingswet: wanneer voorwerp A 'n krag op voorwerp B uitoefen, sal voorwerp B GELYKTYDIG 'n krag
van gelyke grootte en in die teenoorgestelde rigting op voorwerp A uitoefen
Newton se Wet van Universele Gravitasie: Elke liggaam in die heelal trek elke ander liggaam aan met 'n krag direk
eweredig aan die produk van hul massas en omgekeerd eweredig aan die kwadraat van die afstand tussen hul middelpunte
Gewig: die gravitasiekrag wat die Aarde uitoefen op enige voorwerp op of naby sy oppervlak
Momentum: die produk van 'n voorwerp se massa en sy snelheid
Lineêre momentum: 'n vektorgrootheid met dieselfde rigting as die snelheid van die voorwerp.
Newton se Tweede Wet in terme van Momentum: die netto (of resulterende) krag wat op 'n voorwerp inwerk, is gelyk
Momentum en aan die tempo van verandering van momentum van die voorwerp in die rigting van die netto krag
Impuls Impuls: die produk van die netto krag wat op 'n voorwerp inwerk en die tyd wat die netto krag op die voorwerp inwerk
Geïsoleerde sisteem (in Fisika): 'n geïsoleerde sisteem is een waarop die netto eksterne krag wat op die sisteem inwerk, nul
is
Wet van behoud van lineêre momentum: die totale lineêre momentum in 'n geïsoleerde sisteem bly konstant (behoue)
Vertikale Projektiel: 'n voorwerp waaraan 'n beginsnelheid gegee is en wat dan slegs onder die invloed van die gravitasiekrag beweeg
Projektielbeweging Vryval: beweging waartydens die enigste krag wat op 'n voorwerp inwerk, die gravitasiekrag is
Arbeid verrig op ‘n voorwerp deur ‘n konstante krag F: FΔxcosθ, waar F die grootte van die krag, Δx die grootte van die
verplasing en θ die hoek tussen die krag en die verplasing is
Arbeid-energie stelling: die netto arbeid verrig op 'n voorwerp is gelyk aan die verandering in kinetiese energie van die
voorwerp OF die arbeid verrig op die voorwerp deur 'n netto krag is gelyk aan die verandering in kinetiese energie van die
voorwerp (Wnet = ΔK = Kf - Ki)
Arbeid, Energie en Konserwatiewe krag: 'n krag waarvoor die arbeid verrig om 'n voorwerp tussen twee punte te beweeg, onafhanklik is van die
Drywing roete wat gevolg word
Nie-konserwatiewe krag: 'n krag waarvoor die arbeid verrig om 'n voorwerp tussen twee punte te beweeg, afhanklik is van
die roete wat gevolg word
Beginsel van Behoud van Meganiese Energie: die totale meganiese energie (som van gravitasie- potensiële energie en
kinetiese energie) in 'n geslote sisteem bly konstant
Drywing: die tempo waarteen arbeid verrig of energie verbruik word
Doppler Effek: die verandering in frekwensie (of toonhoogte) van die klank waargeneem deur 'n luisteraar omdat die
Doppler Effek
klankbron en die luisteraar verskillende snelhede relatief tot die medium waarin die klank voortgeplant word, het
Coulomb se wet: die grootte van die elektrostatiese krag wat een puntlading (Q1) op 'n ander puntlading (Q2) uitoefen, is
direk eweredig aan die produk van die groottes van die ladings en omgekeerd eweredig aan die kwadraat van die afstand (r)
tussen hulle
Elektrostatika Elektriese veld: 'n gebied in die ruimte waarin 'n elektriese lading 'n krag ondervind. Die rigting van die elektriese veld by 'n
punt is die rigting waarin 'n positiewe toetslading wat by die punt geplaas is, sal beweeg
Elektriese veld by ‘n punt: die elektriese veld by 'n punt is die elektrostatiese krag wat per eenheidspositiewe-lading wat by
daardie punt geplaas is, ondervind word
Ohm se Wet: die potensiaalverskil oor 'n geleier is direk eweredig aan die stroom in die geleier by konstante temperatuur
Elektriese
Drywing: die tempo waarteen arbeid verrig word
Stroombane
Emk: die maksimum energie wat 'n battery lewer per eenheidslading wat daardeur vloei
wgk-waarde: Die wgk-waarde van WS is die GS-potensiaalverskil/stroom wat dieselfde hoeveelheid energie verbruik as die WS
wgk-potensiaalverskil: die WS-potensiaalverskil wat dieselfde hoeveelheid energie verbruik/oordra as 'n ekwivalente GS-
Elektrodinamika
potensiaalverskil
wgk-stroom: die wisselstroom wat dieselfde hoeveelheid energie verbruik/oordra as 'n ekwivalente gelykstroom (GS).
Photoelektriese effek: die proses waardeur elektrone uit 'n metaaloppervlak vrygestel word wanneer lig van geskikte
frekwensie invallend op die oppervlak is
Optiese
Drumpelfrekwensie (f0): die minimum frekwensie lig benodig om elektrone uit 'n sekere metaaloppervlak vry te stel
Verskynsels
Werksfunksie (W0): die werkfunksie van 'n metaal is die minimum energie benodig om 'n elektron uit die oppervlak van 'n
metaal vry te stel
Bl. 4
, Graad 12 Wetenskap Kernkonsepte
Vektore in 2D
OPDELING VAN KOMPONENTE x Fx KOMPONENTE VAN ‘N HELLING
Diagonale vektore kan opgedeel word in Fx = F cos θ θ Wanneer kragte toegepas word op ‘n Fg // = Fg sin θ
komponente. Wanneer vektore in x- en y- voorwerp teen ‘n helling is dit nuttig om
komponente opgedeel word bepaal ons Fy = F sin θ die kragte op te deel in parallelle (//) en Fg ⊥ = Fg cos θ F g//
die horisontale (x-as) en vertikale (y-as) F loodregte (⟂) vektorkomponente. Gravita-
Fy
effekte van die vektor. Ons kan sin of cos siekrag (Fg) is die mees algemene krag wat
Fg θ
F g⟂
gebruik, mits die hoek tussen die krag F in hierdie komponente teen ‘n helling opge-
en die horisontale is. deel kan word.
θ
y
OPSTELLING VAN KRAGTEDRIEHOEKE
Kragtedriehoeke kan gebruik word om die resulterende krag of ewewigskrag te bereken wanneer kragte nie lineêr is nie. Basiese meetkundige reëls kan gebruik word om vektore en resultante te bereken wanneer
kragtedriehoeke gevorm word.
Stert-aan-kop Parallelogram Manipulasie
Gebruik vir opeenvolgende vektore (vektore wat mekaar Word gebruik vir vektore wat gelyktydig op dieselfde Vektorpyltjies kan gemanipuleer word om ‘n kragtedriehoek te vorm wat gebruik
opvolg) voorwerp inwerk. Die resultant is ‘n hoeklyk van ‘n parallelo- kan word om die resultante krag of ewewigskrag te bereken. Die vektore / pyle
gram en begin by die vektore se sterte (algemene oorsprong). mag slegs geskuif word as die grootte en rigting albei konstant gehou word.
Bv. ‘n Boot vaar 90 m oos en beweeg daarna 50 m noord.
y y Die volgende moet dieselfde bly wanneer die vektorpyltjies gemanipuleer word:
• Lengte van die pyltjie (grootte)
• Hoek van die pyltjie (rigting)
• Die rigting van die kop van die pyltjie.
t Bv. ‘n Voorwerp word gehang vanaf ‘n plafon deur twee kabels. Die vryliggaam-
Vektor 2
tan
su l
Vektor 2
nt
diagram asook die kragtedriehoek word onderaan getoon en kan gebruik word om
Re
l ta
die waardes van T1 en T2 te bereken.
su
Re
Vryliggaamdiagram Kragtedriehoek
x
Vektor 1 x
Hierdie prinsiep kan ook op meer as twee vektore (in vol-
Vektor 1
gorde) toegepas word. Die resultant begin by die eerste vek-
Bv. Twee sleepbote pas ‘n krag van 6 000 N en 5 000 N teen
tor se stert en eindig by die laaste vektor se kop.
‘n koers van 60° en 120° onderskeidelik op ‘n vragskip, toe.
y y
Vekt
or 4
nt
N
00
Resulta
60
Resultant
or 3
x
Vekt
x 50
00
N
Vektor 1
o r2
kt
Ve
l. 5
, Graad 12 Wetenskap Kernkonsepte
2D Vektore-Resultante en Ewewigskragte
RESULTANT: die enkele vektor wat dieselfde effek as al die EWEWIGSKRAG: Die krag wat die sisteem in ewewig hou.
oorspronklike vektore wat gelyktydig op 'n voorwerp optree.
Die ewewigskrag is gelyk aan die grootte en teenoorgesteld aan die rigting van die resultante krag.
PYTHAGORAS (SLEGS 90°) OPTEL VAN KOMPONENTE
Pythagoras kan slegs toegepas word op vektordriehoeke wat reghoekige driehoek is. Die resultant van die diagonaal (hoeklyn-) kragte kan bereken word deur gebruik te maak van Pythagoras
waar die x-resultant en y-resultant eerste bepaal word. Dit is veral nuttig vir die berekening van meer as 2
VIR SYLENGTES: VIR HOEKE: kragte wat toegepas word op ‘n voorwerp waar ‘n kragtedriehoek nie gebruik kan word nie.
t a t Stappe om die resultant te bereken:
R2 = x2 + y2 sin θ = cos θ = tan θ =
s s a 1. Bereken die x- en y-komponente van elke krag
2. Bereken die x- en y-resultante van die komponente
3. Bereken die resultant deur gebruik te maak van Pythagoras
VOORBEELD: 4. Bereken die hoek deur gebruik te maak van trigonometriese funksies
‘n Boot vaar 90 m oos waarna dit 50 m noord vaar. Bereken die verplasing van die boot. VOORBEELD:
y
Drie kragte word toegepas op ‘n voorwerp soos aangetoon in die diagram onderaan. Bereken die resul-
tante krag wat verrig word op die voorwerp.
1. 11 N krag:
Fx = F cos θ Fy = F sin θ
= 11 cos 70 = 11 sin 70
11 N
tant = 3,76 N regs (90o ) = 10,34 N op (0o ) 70°
su l 40° 35°
Re
50 m
30 N krag:
Fx = F cos θ Fy = F sin θ 30 N 20 N
= 30 cos 40 = 30 sin 40
= 22,98 N links (270o ) = 19,28 N af (180o )
x 20 N krag:
90 m Fx = F cos θ Fy = F sin θ
= 20 cos 35 = 20 sin 35
R2 = x2 + y2 = 16,38 N regs (90o ) = 11,47 N af (180o )
R = 90 2 + 50 2 2. x- en y-resultant 2,84 N
R = 102,96 m Kies links as postief (270 ) o
Kies af as positief (180 ) o
Fx = −3,76 + 22,98 − 16,38 Fy = −10,34 + 19,28 + 11,47
t
tan θ = = 2,84 N links (270o ) = 20,41 N af (180o )
a
tan−1( 90 )
50
20,41 N
θ = 3. Resultant 4. Hoek
θ = 29,05∘ R 2
= 2
x + y 2
tan θ = t
a
R
20,41
R = 2,842 + 20,412 θ = tan−1 2,84
Onthou dat θ bereken relatief tot die x-as,
∘
∴ rigting = 90∘ − 29,05∘ = 60, 95∘ R = 20,61 N θ = 82,08
∘
∴ Verplasing = 102,96 m teen 'n rigting van 60,95 ∴ Resultant = 20,61 N teen ‘n rigting van 187,92°
l. 6